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从零打造 Android 上的 pjsip 软电话：一次深度移植实战

你有没有遇到过这样的场景？客户急着要一个能打 SIP 电话的 App，不依赖微信、不限制运营商，还要低延迟、高保真、后台不断线。市面上的 SDK 不是太贵就是功能残缺，最后只能硬着头皮上——自己搞一套基于pjsip的软电话系统。

这正是我最近半年的真实写照。从第一次编译失败到最终在十几款机型上稳定通话，踩过的坑足够写一本《pjsip 移植避坑指南》。今天，我就把这套“Android + pjsip” 的完整移植路径拆开来讲清楚，不绕弯子，不堆术语，只讲你真正需要知道的东西。

为什么选 pjsip？不只是因为它是开源的

先说结论：如果你要做的是标准 SIP 协议栈支持的 VoIP 应用，pjsip 几乎是 C/C++ 领域里唯一靠谱的选择。

它不是简单的 SIP 解析器，而是一个完整的多媒体通信框架。注册、呼叫、媒体协商（SDP）、RTP 流传输、回声消除（AEC）、NAT 穿透（ICE）……这些你在 RFC 文档里看到的专业名词，它都给你实现了。

更关键的是，它的设计非常“嵌入式友好”——代码轻量、内存占用低、可裁剪性强。我在一台老旧的红米 Note 4X 上测试时，空载内存仅占 8MB 左右，CPU 使用率不到 3%，完全不影响其他应用运行。

当然，也有代价：它是纯 C 写的，和 Android 的 Java/Kotlin 生态天然隔了一层。你要跨过去，靠的就是 NDK 和 JNI。

编译第一关：让 pjsip 在 Android 上“活过来”

别指望直接make就能出.so文件。pjsip 原生并不认识 Android，必须通过NDK 进行交叉编译，生成适用于不同 CPU 架构的动态库。

我们到底在做什么？

简单说，就是在 x86_64 的开发机上，用 Android 提供的 Clang 编译器链，把 C 代码“翻译”成能在 ARM 设备上跑的二进制文件。这个过程叫交叉编译。

你需要准备：
- 安装好 Android NDK（推荐 r25b 或以上）
- 下载 pjsip 源码（建议 v2.15+）
- 准备一个干净的构建环境

实战脚本：我是怎么编出来的

这是我最终稳定的编译脚本，专为 arm64-v8a 优化：

#!/bin/bash export ANDROID_NDK_ROOT=/opt/android-ndk-r25b export TARGET_ABI=arm64-v8a export ANDROID_API=21 ./configure-android \ --use-ndk-cflags \ --target=android-aarch64 \ --with-android-ndk=$ANDROID_NDK_ROOT \ --with-android-api=$ANDROID_API \ --enable-g711-codec \ --enable-opus-codec \ --disable-video \ --without-openSSL \ --prefix=/tmp/pjsip-install-$TARGET_ABI make clean && make dep && make -j$(nproc) make install

几点关键说明：
---target=android-aarch64是目前主流架构，armeabi-v7a 可改用android-arm
---with-android-api=21表示最低支持 Android 5.0，太低会缺少系统调用
---disable-video强烈建议初学者关闭视频模块，否则依赖太多（OpenH264、libyuv 等），极易编译失败
---without-openSSL并非不用 TLS，而是后期单独集成 BoringSSL 或 conscrypt 更可控

执行完后你会得到一堆.a静态库文件。接下来要用Android.mk或 CMake 把它们打包成libpjsip.so。

JNI 封装：打通 Java 与 native 的“任督二脉”

编译成功只是第一步。真正的难点在于：如何让 Kotlin 写的 UI 层，调得动 C 层的 pjsip 功能？

答案是JNI—— Java Native Interface。

别被官方文档骗了

网上很多教程教你用javah生成头文件，但那是老古董做法。现在 Android Studio 完全支持javac -h自动生成.h文件，根本不用手动敲。

举个例子：

public class SipService { static { System.loadLibrary("pjsip"); } public static native int init(); public static native int registerAccount(String uri, String username, String passwd); public static native int makeCall(String number); public static native void hangUp(); }

只要你在 Java 中声明native方法，AS 会在编译时自动生成对应的函数签名，比如：

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_example_sip_SipService_init(JNIEnv *env, jclass clazz)

然后你在这个函数里调 pjsip 的 API 就行了。

最容易翻车的地方：回调通知 UI

pjsip 是事件驱动的。比如有人来电，它会触发on_incoming_call()回调函数。但这个函数是 C 写的，你怎么通知 Java 层弹出接听界面？

这就涉及跨线程 JNI 调用。

常见错误写法：

// ❌ 错！当前线程可能未绑定 JVM (*env)->CallVoidMethod(env, listener_obj, method_id, from);

正确姿势：

void on_incoming_call(pjsua_acc_id acc_id, pjsua_call_id call_id, ...) { JNIEnv *env; bool need_detach = false; JavaVM *jvm = get_jni_env()->jvm; // 全局保存的 JVM 引用 int status = (*jvm)->GetEnv(jvm, (void**)&env, JNI_VERSION_1_6); if (status == JNI_EDETACHED) { (*jvm)->AttachCurrentThread(jvm, &env, NULL); need_detach = true; } jstring jfrom = (*env)->NewStringUTF(env, "caller@domain.com"); jclass cls = (*env)->GetObjectClass(env, g_listener_obj); jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, cls, "onIncomingCall", "(Ljava/lang/String;)V"); (*env)->CallVoidMethod(env, g_listener_obj, mid, jfrom); (*env)->DeleteLocalRef(env, jfrom); if (need_detach) { (*jvm)->DetachCurrentThread(jvm); } }

重点来了：
- 所有非主线程调用 JNI 前必须AttachCurrentThread
- 用完记得Detach，否则会导致线程无法退出
-g_listener_obj必须是NewGlobalRef创建的全局引用，不然会被 GC 回收

音频子系统适配：为什么你的 App 有时没声音？

这是我被 QA 相互甩锅最多的环节。用户反馈：“点了拨号，对方听不到我说话。” 查日志一切正常，抓包也有 RTP 包，唯独没声音。

问题往往出在音频路由和设备初始化顺序上。

OpenSL ES 是唯一选择吗？

理论上你可以用 AudioRecord + AudioTrack，但在 VoIP 场景下，延迟太高（通常 >100ms），而且容易被系统中断。

OpenSL ES才是正解。它是 Android 上最接近硬件层的音频接口，支持低至 10ms 的缓冲区设置，适合实时语音。

pjsip 自带opensles_dev.c驱动，但默认不启用。你需要在编译时加上：

--with-open-sl=yes

并在初始化时显式设置工厂：

pjmedia_aud_dev_param param; pjmedia_aud_dev_param_default(&param); param.dir = PJMEDIA_DIR_CAPTURE_PLAYBACK; param.rec_id = PJMEDIA_AUD_DEFAULT_REC_ID; param.play_id = PJMEDIA_AUD_DEFAULT_PLAY_ID; param.clock_rate = 16000; // 推荐 16kHz 匹配 G.711 param.channel_count = 1; param.samples_per_frame = 320; // 20ms frame @ 16k param.bits_per_sample = 16; aud_drv_id = pjmedia_open_sl_stream_create(&param, &capture_cb, &play_cb);

两个关键回调：
-capture_cb：麦克风采集到数据后，交给 pjsip 编码发送
-play_cb：pjsip 解码后的音频数据，送入扬声器播放

常见音频问题及对策

还有一个隐藏陷阱：权限。除了常规的RECORD_AUDIO，你还得申请：

<uses-permission android:name="android.permission.MODIFY_AUDIO_SETTINGS"/> <uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK"/>

否则某些厂商 ROM 会静默拒绝音频操作。

系统架构全景图：软电话是怎么跑起来的？

我们来串一遍整个流程，看看各个模块是如何协作的。

[Kotlin UI] ↓ (JNI Call) [Native Layer: libpjsip.so] ↓ (pjsua API) [pjsip Stack] ↓ (Media Channel) [OpenSL ES Driver] ↓ [Android HAL → 麦克风/扬声器]

典型工作流：
1. App 启动 → 加载 so 库 → JNI.init() → pjsua_create()
2. 设置 SIP 账户信息 → 发起注册 → 收到 200 OK 表示上线
3. 用户点击拨号 → JNI.makeCall(number) → pjsip 发 INVITE → SDP 协商
4. 媒体通道建立 → OpenSL 启动录音/播放线程 → RTP 流开始传输
5. 对方接听 → 进入通话状态 → 定时发送 RTCP 报告监控质量
6. 挂断 → 发送 BYE → 释放资源，保持注册状态以便接收新来电

是不是看起来很顺？但现实远比这复杂。

实战中的四大难题，我是这样解决的

1. 后台被杀，收不到来电？

Android 的省电策略越来越激进。一旦 App 被清理，SIP 注册就失效了。

我的方案三连击：
- 使用前台服务（Foreground Service）+ 持久通知，防止被杀
- 结合WorkManager定时心跳重连，确保网络波动后能恢复
- 开启Firebase Cloud Messaging（FCM）穿透唤醒，收到 FCM 消息后立即尝试重建连接

注意：不要滥用 WakeLock，否则耗电严重，会被用户卸载。

2. 多种 ABI 怎么打包？

全量打包会让 APK 膨胀到 20MB+，用户体验极差。

推荐做法：按 ABI 分包。

在build.gradle中配置：

android { splits { abi { reset() include 'arm64-v8a', 'armeabi-v7a' universalApk false } } }

发布时上传多个 APK，Google Play 会自动分发对应版本。

3. 如何调试 native 崩溃？

pjsip 崩溃不会抛 Java Exception，而是直接SIGSEGV，App 闪退。

应对策略：
- 使用adb logcat | grep libc查看原生堆栈
- 在 Application 中捕获信号量（需 NDK 支持），记录崩溃上下文
- 关键函数入口加日志，例如：

PJ_LOG(3, (__FILE__, "Entering %s", __func__));

再配合adb logcat | grep pjsip，基本能定位 90% 的问题。

4. 编解码选哪个？

窄带语音用G.711（PCMA/PCMU），兼容性最好；
追求音质和抗丢包，选OPUS，支持动态码率、丢包隐藏；
若考虑带宽成本，可用iLBC或G.729（注意专利问题）。

建议默认开启 OPUS + G.711 双编码，由 SDP 协商决定最终使用哪一个。

写在最后：这条路还能走多远？

完成这次移植后，我重新评估了这套方案的价值：

✅优势明显：
- 完全自主可控，不受第三方 SDK 限制
- 支持标准 SIP 协议，可对接 Asterisk、FreeSWITCH、3CX 等任意 PBX
- 易于扩展视频、IM、会议等高级功能
- 性能优秀，资源占用低，适合嵌入式设备

⚠️挑战仍在：
- 维护成本高，每次升级 pjsip 都要重新适配
- 不同 Android 版本和厂商 ROM 存在兼容性差异
- 需要熟悉 C、NDK、JNI、音频原理的复合型人才

但如果你正在做企业通信、智能门禁、远程医疗这类对稳定性要求高的项目，这套技术栈依然值得投入。

未来我计划进一步优化：
- 接入 AAudio 替代 OpenSL ES（Android 10+）
- 实现 ICE-TCP 和 TURN over TLS 提升穿透能力
- 集成 WebRTC 风格的 stats 监控面板

如果你也在折腾 pjsip，欢迎留言交流。毕竟，一个人走得快，一群人才能走得远。